浸气型组合绝缘脉冲击穿场强之研究

本文通过实验,研讨了浸气型组合绝缘脈冲击穿的机理以及提高其脉冲击穿场强的途径,来克服浸气型组合绝缘的脉冲击穿场强特别低的致命弱点。首先,采用球对球电极进行实验,结果表明:如果用高击穿场强、高耐游离性能的固体材料——例如涤纶薄膜,当组合绝缘的薄弱部分——空气发生游离或部分击穿时,固体材料对部分击穿的进一步发展起了显著的拦阻效应,即组合绝缘整体并不紧接着击穿。其次,用电缆模型进行实验,证明采用高击穿场强、高耐游离性能的固体材料可以提高浸气型组合绝缘的径向脈冲击穿场强。但是可能引起轴向移滑放电。因而,在径向击穿场强与轴向击穿场强得到适当配合时,才可以全面地提高浸气型充气电缆的脈冲击穿场强。     

变频牵引电机线圈绝缘电老化规律的研究

为了解决大量变频电机线圈绝缘过早损坏的问题,采用变频牵引电机线圈作为试样,施加高压脉冲方波电压进行电老化试验,研究脉冲电源的电压幅值、脉冲频率、温度对变频牵引电机线圈试样寿命的影响规律.试验结果表明:电机线圈寿命随电压幅值和温度的增加成指数性衰减,而在13～20kHz范围内,试样寿命与频率成负线性关系;在老化条件相同时,同批次试样的寿命差距较大;试样击穿点几乎都发生在电磁线的弯曲部分和铜线棱角处.     

SOI RESURF器件高压互连线效应的二维解析模型

高压互连线效应是影响集成功率器件性能的重要因素之一.首先提出一个高压互连线效应对SOI横向高压器件的漂移区电势和电场分布影响的二维解析模型,进而得到漂移区在不完全耗尽和完全耗尽情况下的器件击穿电压解析表达式,而后利用所建立的模型,研究器件结构参数对击穿特性的影响规律,定量揭示在高压互连线作用下器件击穿多生在阳极PN结的物理本质,指出通过优化场氧厚度可以弱化高压互连线对器件击穿的负面影响,并给出用于指导设计的理论公式.模型的正确性通过半导体二维器件仿真软件MEDICI进行了验证.     

高速互连设计中耦合微带线间的串扰分析

在高速互连设计电路中,耦合微带线间的串扰是影响电路性能和稳定性的主要因素.为了降低线间串扰,添加有接地过孔的防护线对减小串扰起到了很好的作用.在维持3条线(防护线和两条微带线)中两两之间的中心距不变的情况下,加大防护线的宽度,可有效减小线间的远端和近端串扰.利用FDTD方法对该结构进行模拟,给出了接地孔的有效放置方法.     

使用防护带抑制微带线间串扰的研究

为减少耦合微带线间的串扰,在满足端接匹配的条件下,建立了印刷电路板(PCB)耦合微带线间串扰测试结构.通过有限元分析和实验测试,研究了在PCB微带线之间未加防护带和添加防护带对线间串扰的影响,考察了线间串扰对防护带的宽度和接地孔间距的依赖性.数值分析和实验结果表明,为了获得抑制PCB微带线间串扰的最佳效果,防护带的宽度存在一个最佳值,使用此最佳值,近端串扰峰值衰减要比没有防护带时多9dB,远端串扰峰值衰减多7dB;使用增加宽度的防护带抑制非平行微带线间串扰同样有效;防护带上密布的接地孔间距必须满足一个临界条件;而接地孔半径的变化对串扰没有影响.     

威布尔分布的316L不锈钢扩散焊接头断裂时间

根据316L不锈钢扩散焊接头高温短时拉伸试验和多次模拟蠕变试验的经验,在高温蠕变持久强度试验机上对试样进行蠕变试验,记录试样蠕变变形量与断裂时间.利用威布尔分布的参数评估方法,确定出两参数威布尔分布的各个特征量.运用威布尔分布模型及可靠性评定方法确定出316L不锈钢扩散焊接头在高温下的平均断裂时间.     

液态聚硫橡胶对环氧树脂介电性能的影响

为了研究环氧增韧剂液态聚硫橡胶(PSR)对环氧树脂介电性能的影响,采用直接共混法制备了PSR/环氧树脂复合材料试样(PSR的质量分数分别为0%、5%、10%、15%和20%),通过扫描电子显微镜和差示扫描量热法对试样的微观形貌和玻璃化转变温度进行分析,测试了试样的直流击穿场强、频域介电谱和表面电位衰减特性。测试结果表明:PSR的添加会导致环氧树脂玻璃化转变温度降低;添加PSR能够有效提升环氧树脂的直流击穿场强;环氧树脂介电常数和介质损耗随着PSR质量分数的增大先增大后减小;PSR会使环氧树脂的表面电位衰减速度减慢。通过等温表面电位衰减模型提取陷阱参数发现,添加PSR后,深、浅陷阱中心的深度增大,深陷阱电荷的密度随着PSR浓度的增大先减小后增大,除了PSR质量分数为20%外,其余含量PSR的添加均会导致浅陷阱电荷密度减小。基于电荷输运过程以及空间电荷击穿理论,认为陷阱深度的增大使陷阱捕获效应增强,导致碰撞电离和空间电荷的累积受到抑制,从而提高了直流击穿场强。     

滚动轴承小样本无失效数据的Bayes可靠性分析

采用贝叶斯方法对累积失效概率进行估计,首先用最小二乘法计算出威布尔分布的两个参数,然后利用威布尔分布来计算出其可靠度。通过对一组小样本无失效数据的计算和分析,结果表明此方法符合经验信息,能够满足其性能要求。     

一种计算纳米CMOS器件中应力致界面态的方法

在纳米CMOS器件中,负栅压温度不稳定性、热载流子注入效应和栅氧化层经时击穿等应力使得Si/SiO2界面产生界面态,引起器件参数的退化.随着CMOS器件不断缩小,这种退化将严重制约器件性能.提出了一种改进的计算纳米CMOS器件中应力产生界面态的方法,能够对应力产生的界面态进行定量描述.该方法在电荷泵基础上测量纳米小尺寸器件初始状态和应力状态下的衬底电流,提取电荷泵电流(Icp),计算出应力产生的界面态密度.测量过程中,脉冲频率固定不变,降低了频率变化所带来的误差.     

薄层SOI场pLDMOS击穿机理研究

为了解决薄层SOI(silicon-on-insulator)场LDMOS(laterally diffused metal oxide semiconductor)击穿电压偏低,容易发生背栅穿通的问题,提出一种基于场注入技术的薄层SOI场pLDMOS(p-channel lateral double-diffused MOSFET).通过建立该场pLDMOS的穿通机制数学模型,分析了其4种击穿机理:背栅穿通、沟道横向穿通、横向雪崩击穿和纵向雪崩击穿.仿真结果表明,场注入技术穿过厚场氧层向下注入硼杂质,通过控制注入能量和体区浓度获得浅结深,从而提高器件对背栅穿通的抵抗力;优化的沟道长度和埋氧层厚度分别消除了沟道的横向穿通和纵向雪崩击穿;双层场板结构调制器件表面电场分布,避免了器件过早地横向雪崩击穿.在优化器件相关结构参数和工艺参数基础上,成功基于1.5 μm厚顶层硅SOI材料研制出耐压300 V的场pLDMOS.相比较于常规厚层场pLDMOS器件,顶层硅厚度由大于5μm减小到1.5 μm.     

SF6／N2混合气体的放电特性

为了探讨SF6／N2混合气体代替纯SF6气体作为气体绝缘开关装置（GLS）绝缘介质的可行性,阐述了SF6／N2混合气体放电的基本参数,给出了Wieland插值的适用条件,并对SF6／N2混合气体在不同混合比、电压波形及电压下的放电特性进行了试验研究。研究结果表明：SF6／N2的电晕稳化作用比纯SF6中的要强,当气压较高时,混合气体在高频率快速暂态过电压作用下的击穿电压比低频率作用下的要低,而且均匀场中混合气体的击穿电压与气压基本呈线性关系。所以,在不改变现有GIS结构及尺寸的情况下,可增加混合气体的压强来保证GIS的绝缘强度。     

连续式处理室中橙汁的PEF非热处理

以橙汁为对象,采用自行研制的方波脉冲电源与连续式处理室进行PEF杀菌研究.通过对连续式处理室结构的优化,缓解处理过程中气泡引发的放电现象,减少处理过程中因放电引发的不良影响,为实验室设备连续工作提供必要的保证.试验结果表明,经过PEF处理(12.5 kV/cm, 340 μs)后的橙汁中的细菌菌落数由2 200 cfu /mL下降到20 cfu/mL,酵母与霉菌的菌落数由1 500 cfu/mL下降到10 cfu/mL.处理后的橙汁在0 ℃低温贮藏20 d后,仍未发现微生物的明显增长,而且发现PEF处理的橙汁色泽、香气和口感均明显优于传统的瞬态热处理方法(90 ℃,15 s).     

非均相沉淀法制备PLZT富锆陶瓷及其电击穿性能研究*

PZT95/5型铁电陶瓷的抗电击穿强度对材料的实际应用至关重要,实际应用中PZT95/5型铁电陶瓷较低的抗电击穿强度限制了它的应用;选择了PZT95/5型铁电陶瓷材料为研究对象,以提高材料的抗电击穿强度为目的,从材料的制备工艺、材料的微观结构的优化以及电击穿性能等方面,探索提高PZT95/5型铁电陶瓷抗电击穿强度的途径;采用了传统固相法、非均相沉淀法制备出了不同微观结构和性能的PZT95/5型铁电陶瓷;研究表明,采用非均相沉淀法制备了PZT95/5型铁电陶瓷,其介电、压电、铁电性能和抗电击穿性能都优于传统固相法所制备陶瓷的性能;根据弱点导致电击穿的理论,采用韦布尔分布表征和研究了所制备的PZT95/5型铁电陶瓷的电击穿性能。     

基于等效电路模型的频变互连线网络并行仿真技术 

摘要：
针对超大规模集成电路中复杂互连线网络的快速仿真需求,提出并实现了含频变分布参数互连线网络的并行仿真技术.建立频变互连线的等效传输线模型,并借助多端口等效模型将互连线部分与其他电路单元相分离,实现互连线仿真的并行化.互连线采用时域有限差分方法求解,而除去互连线的其他电路则在集成电路模型程序（SPICE）中进行仿真,两者在同一时间步内交换数据.基于该技术开发出并行仿真软件FdSPICE.数值实验证明,该软件计算精度较高,可有效提高复杂互连线网络的仿真效率.
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关键词：
互连线; 频变参数; 并行仿真; 时域有限差分
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中图分类号： TN 47
文献标志码： A
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 XIE De fu,TANG Min,MA Li zhuang,MAO Jun fa
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Abstract：     

SF_6/N_2混合气体的放电特性

为了探讨SF6 /N2 混合气体代替纯SF6 气体作为气体绝缘开关装置 (GIS)绝缘介质的可行性 ,阐述了SF6 /N2 混合气体放电的基本参数 ,给出了Wieland插值的适用条件 ,并对SF6 /N2 混合气体在不同混合比、电压波形及气压下的放电特性进行了试验研究 .研究结果表明 :SF6 /N2 的电晕稳化作用比纯SF6 中的要强 ,当气压较高时 ,混合气体在高频率快速暂态过电压作用下的击穿电压比低频率作用下的要低 ,而且均匀场中混合气体的击穿电压与气压基本呈线性关线 .所以 ,在不改变现有GIS结构及尺寸的情况下 ,可增加混合气体的压强来保证GIS的绝缘强度 .     

变压器油间气泡局部放电对绝缘性能的影响

准确描述电力变压器匝间短路故障时油中产生的气泡对绕组间绝缘性能的影响,对其稳定运行具有重要意义。针对变压器绕组匝间短路故障,本文首先建立瞬态模式下变压器 “电路-磁场”的多物理场耦合模型,探究故障情况下变压器绕组的电流和电磁特征;进而建立变压器匝间短路建模,磁电耦合及场强分布,进一步分析变压器油中气泡的放电特性。最后利用COMSOL软件建立仿真模型。将收集到的一台油浸式变压器连续运行数据及筛选出的低压短路故障时的数据进行仿真。仿真结果表明：电场在穿过气泡时会产生畸变,场强值瞬间增大,并且电场的畸变次数随着气泡数量的增加而增多,匝间变压器油绝缘强度下降,对变压器的绝缘性能造成较大影响。     

集总元件的多网格FDTD模型及其在混合电路中的应用

采用时域有限差分析（ＦＤＴＤ）法对印刷电路板中端接各种负载的导体互连线性进行时域电磁场全波分析,直接在时域得到系统对高速脉冲的响应,在集总元件的单网格ＦＤＴＤ模型基础上,根据实际电路的要求,推导了各种线性和非线性,无源集总元件的多网格三维ＦＤＴＤ迭代格式,并参与分布电磁系统的电磁场模拟,由于是电磁场全波模拟,计算结果比电路模拟所得结果具有更高的精度,同时,这一模型对分析结构复杂的混合微波电路有很大     

Uniform wire segmentation algorithm of distributed interconnects

A uniform wire segmentation algorithm for performance optimization of distributed RLC interconnects was proposed in this paper. The optimal wire length for identical segments and buffer size for buffer inser-tion are obtained through computation and derivation, based on a 2-pole approximatian model of distribut-ed RLC interconnect. For typical inductance value and long wires under 180nm technology, experiments show that the uniform wire segmentation technique proposed in the paper can reduce delay by about 27%～56%, while requires 34%～69% less total buffer usage and thus 29% to 58% less power consump-tion. It is suitable for long RLC interconnect performance optimization.     

方钢管约束混凝土桥墩拟静力试验

为研究不同约束形式及混凝土墩身与承台间的连接构造对桥墩试件的抗震性能和各项指标的影响规律，设计1根采用混合接头连接的装配式方钢管约束混凝土桥墩试件（SYP-GT4试件）、1根方钢管约束的整体现浇混凝土桥墩试件（SYZ试件）和1根方形截面的整体现浇混凝土桥墩试件（SFZ试件）。在桥墩墩帽处采用位移加载方式完成构件的拟静力试验，观察试件的破坏过程以及破坏模式，分析了桥墩的破坏形态、荷载-位移滞回曲线、荷载-位移骨架曲线、延性、耗能等特征参数。结果表明，3根混凝土桥墩试件的破坏形态基本一致，二者均为整体压弯破坏模式。SYZ试件与SFZ试件相比，水平峰值荷载提高了46.5%，滞回耗能能力更优，均有很好的延性性能，表明方钢管约束的整体式桥墩抗震性能优于现浇混凝土桥墩；SYP-GT4试件与SYZ试件相比，水平峰值荷载数值相接近，位移延性系数提高了24.1%，残余位移小，变形恢复能力较优，滞回曲线呈现更饱满的梭形，无明显捏缩，连接构造对强度和刚度退化的影响较小，两者抗震性能接近。     

基于Matlab的随机截尾数据下的Weibull分布参数估计

介绍了随机截尾情况下计算样本失效概率的两种方法,并编写了Matlab函数.提出了利用Matlab的非线性最小二乘曲线拟合函数对服从Weibull分布的随机截尾数据进行曲线拟合和参数估计的方法,并编写了相应程序.计算结果表明,在Matlab中只需少量代码即可获得较好的拟合效果和估计精度,比用其他计算机语言编程更简单而实用.